Быстрая зарядка постоянным током (DC) имеет решающее значение для дальних поездок на электромобилях (EV) и для дальнейшего роста внедрения EV, но как это работает?
Аккумуляторы электромобилей хранят то, что известно как мощность постоянного тока, в то время как электрическая сеть обеспечивает мощность переменного тока (AC). Когда вы используете зарядку уровня 1 или уровня 2 (медленная зарядка AC) , ваш электромобиль получает питание переменного тока, которое необходимо преобразовать в постоянный, прежде чем его можно будет сохранить в аккумуляторе вашего автомобиля. Для этого в электромобиле есть встроенное зарядное устройство.
Быстрая зарядка постоянным током, подает питание постоянного тока прямо на аккумулятор вашего электромобиля; преобразование переменного тока в постоянный происходит на зарядной станции до того, как электроны попадут в ваш автомобиль. Вот почему быстрая зарядка постоянным током может обеспечить гораздо более быструю зарядку, чем зарядка уровня 1 или уровня 2.
Цены
Быстрая зарядка постоянным током дороже, чем зарядка дома или на станциях медленной зарядки AC. Причина: больше инфраструктуры и капитальных затрат, связанных с установкой и обслуживанием энергоемкого оборудования.
Скорость зарядки
Во время зарядки электромобиль находится в постоянной связи со станцией быстрой зарядки постоянного тока, чтобы определить, сколько энергии потреблять. В конечном счете, на скорость зарядки электромобиля влияют несколько переменных, в том числе температура окружающей среды (экстремальные значения, как правило, хуже), температура батареи (теплая батарея сможет принять наибольшую мощность), текущее состояние заряда батареи (ниже лучше), скорость зарядки станции и скорость приема вашего автомобиля. В этой статье мы сосредоточимся в первую очередь на последних двух переменных.
Скорость зарядки станции быстрой зарядки постоянного тока измеряется ее максимальной мощностью в киловаттах (кВт). Для легковых автомобилей вы найдете станции мощностью от 50 кВт до 350 кВт, и, вообще говоря, чем ниже мощность, тем медленнее зарядка. Однако выбор более мощного зарядного устройства постоянного тока вместо менее мощного не гарантирует более быстрой зарядки. Вот где в игру вступает скорость принятия вашего электромобиля.
Скорость приема электромобиля – это максимальное количество энергии, которое он может потреблять, также измеряемое в кВт. Рассмотрим электромобиль Chevy Bolt. Bolt EV имеет приемную мощность 55 кВт (сегодня это считается довольно низким). Это означает, что его пиковая скорость зарядки будет примерно одинаковой, если вы остановитесь на быстром зарядном устройстве постоянного тока мощностью 62,5 кВт, 150 кВт или 350 кВт. Верно и обратное. Несмотря на то, что Porsche Taycan может заряжаться до 270 кВт (его скорость приема), если вы подключитесь к станции мощностью 150 кВт, автомобиль не сможет достичь своего пика.
Вот показатели приемлемости некоторых других электромобилей:
Тесла Модель Y: 250 кВт
Тесла Модель 3: 250 кВт
Ford Mustang Mach-E: 150 кВт
Audi e-tron: 150 кВт
Фольксваген ID.4: 125 кВт
Nissan LEAF SL Plus: 100 кВт
Еще одним важным понятием, связанным со скоростью зарядки электромобиля, является его кривая быстрой зарядки постоянным током. Каждая модель электромобиля имеет свою собственную кривую зарядки, которая в основном показывает, сколько энергии она потребляет (и сколько км она прибавляет) с течением времени при зарядке. Знание кривой зарядки вашего электромобиля может очень помочь, особенно в длительных поездках, при принятии решения о том, как долго оставаться на станции. Во многих случаях разумнее прыгать между зарядными устройствами, останавливаясь на каждом только на короткое время, чем задерживаться в течение длительного времени в данном месте.
Электромобиль заряжается с максимальной скоростью только в течение части сеанса зарядки, как правило, в нижней половине аккумуляторной батареи. Как долго конкретно зависит от транспортного средства. Единственной общей константой кривых зарядки является линейное снижение скорости зарядки примерно при 80% заряда, что происходит для защиты аккумулятора.
Давайте посмотрим на приведенную ниже кривую зарядки от InsideEVs для Volkswagen ID.4. Вертикальная ось показывает мощность, потребляемую электромобилем в кВт, а горизонтальная ось – текущий процент заряда аккумулятора автомобиля.
Почти сразу же ID.4 достигает допустимой (максимальной) скорости 125 кВт и удерживает эту скорость до тех пор, пока не зарядится примерно до 30%. В этот момент он начинает неуклонно потреблять меньше энергии, вытягивая 100 кВт при 45% и 80 кВт при 60%. Более резкий спад происходит, когда заряд ID.4 составляет около 80%.
Другой способ визуализировать этот же сеанс зарядки – по времени. Вы можете видеть, что для ID.4 требуется около 20 минут, чтобы перейти от 0 до 50% (добавляя более 100 миль дальности), еще 20 минут, чтобы перейти от 50 до 80%, а затем 25 минут, чтобы добавить этот окончательный 20%.
Для сравнения ниже приведены кривые зарядки от InsideEV для Tesla Model 3 и Ford Mustang Mach-E (обратите внимание на разные значения кВт на вертикальной оси).
Как быстрая зарядка постоянным током повлияет на мой аккумулятор?
У большинства электромобилей есть системы управления батареями, которые пытаются смягчить любые негативные последствия быстрой зарядки постоянным током для их батареи. Однако, по сравнению с зарядкой уровня 1 и уровня 2, быстрая зарядка постоянным током создает большую нагрузку на батареи в виде накопления тепла.
Вопрос о том, насколько многократная быстрая зарядка постоянным током повлияет на здоровье батареи, до сих пор неизвестен, но, как правило, рекомендуется избегать исключительно ее использования. Если у вас есть доступ и время для использования более медленной зарядки, это, вероятно, безопаснее, чем полагаться только на быструю зарядку постоянного тока.
Источник advancedenergy.org
